CN112787874B - 一种用于spn网络ioam功能的丢包测量方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法及***，涉及通信技术领域，本发明通过基于时间同步的调度方法，实现各设备各单盘的标记切换动作、数据采集动作的协调一致，保证可在各设备间对同一个标记块的性能数据点的对齐处理，解决了设备间性能采集动作、标记切换动作同步协调的问题。

Description

一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法及***

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法及***。

背景技术

SPN(Slicing PacketNetwork，切片分组网)是面向5G的新一代多业务综合承载网，业务流带内检测功能是SPN网络智能化运维的必备手段，其中丢包测量是一项最基本的业务流带内检测功能，可以从端到端、逐段链路或者逐个节点设备的角度对业务进行实时的服务质量监控和故障定位。SPN网络采用IOAM技术结合定时周期交替标记方法，实现对被检测的业务流(监测流)的带内丢包检测功能。端到端丢包测量原理如图1所示。

发端标记块染色：在业务源节点(发送端)借助染色手段、按照一定的周期(称为标记周期)将监测流虚拟划分为相互间插的两色标记块(A颜色标记块与B颜色标记块)，即源节点输入侧在时间尺度上，依据标记周期将被监测的业务报文流，划分成一个个标记块，每个标记块内的所有报文染成同一种颜色，相邻标记块的报文染成不同颜色；染色是通过IOAM封装模块实现的，即通过IOAM封装头部中的丢包测量染色标记字段--L比特(LossFlagbit)实现报文染色，L＝1时染色为颜色A，L＝0时染色为颜色B。L比特的改变意味着一个标记块的结束、下一个标记块的开始，SPN设备中可以通过一个软件控制模块--标记切换模块，来实现L比特的改变。

测量点性能采集：一条监测流至少设置两个测量点，监测流途经的每个SPN设备的输入侧或输出侧都允许被选择作为测量点，测量点基于标记块进行包数统计，即统计每个标记块所属的监测流报文经过该测量点的报文包数；每个测量点有两个计数器cA和cB，cA用来统计每个A颜色标记块的包数，cB用来统计每个B颜色标记块的包数，当L＝1的一个报文经过测量点时cA计数值加一，当L＝0的一个报文经过测量点时cB计数值加一；每个测量点还有一个性能采集软件模块，当某个标记块的所有报文都通过了测量点后，性能采集软件模块负责在适当时机从对应的计数器中读取该标记块的统计值，并上报给管控子***，紧接着对该计数器清零，以便该计数器重新开始对下一个同色标记块的报文进行包数统计；性能采集模块按照一定周期(称为采集周期)执行，则可依次采集到监测流的每个标记块分别经过该测量点时的统计值。

管控子***计算丢包：管控子***收集所有测量点上报的统计值，并挑选出各个测量点对同一个标记块的统计值，计算该标记块的丢包数；对于监测流的第i个周期标记块，假设测量点M的统计值为M[i]、测量点N的统计值为N[i]，则计算出该标记块从测量点M到测量点N这段路径中的丢包数为PacketLoss[i]＝M[i]–N[i]；若i从1开始依次递增，重复以上计算则可得到监测流的所有标记块的丢包数；通过测量点的灵活选择可以实现端到端、逐段链路或者逐个节点设备的丢包测量，例如选择业务源节点的输入侧以及业务宿节点的输出侧作为两个测量点，则可监测业务端到端的丢包情况，端到端丢包测量原理如图1所示。

业务报文流在SPN网络传输的过程中，报文乱序是较常见的，监测流在源节点处A颜色标记块与B颜色标记块间的界限是非常分明的，报文乱序可能会导致后续节点的测量点处的标记块间界限模糊，如图1所示，由于第(i+1)周期的第一个报文比第i周期的最后一个报文先到达收端设备，结果两种颜色报文交叉导致该测量点处这两个标记块的交界处出现重叠现象。报文乱序会增加性能采集模块的复杂度，体现为如下两点：何时读取计数器以及读取哪一个计数器。

从上述交替标记丢包测量原理可以得出：只有测量点采集动作与源节点标记切换动作步调相适应，才能保证采集到的标记块性能值的准确性，只有各个测量点间的采集动作步调一致才能保证管控子***计算出的丢包数的正确性。例如，源节点在周期N将报文染色为A颜色(N标记块)、周期(N+1)染色为B颜色(N+1标记块)、周期(N+2)染色又为A颜色(N+2标记块)，后续每个测量点必须准确把握好采集动作时机才能正确采集到N标记块的性能值，即必须在N标记块的所有报文都已通过了该测量点后、且N+2标记块的任何报文都还没有到达该测量点前的恰当时刻点去读取cA计数器的统计值，亦即在当前周期去读取上一个周期标记块的性能值、且必须从与上一个周期标记块颜色对应的计数器中读取统计值；另一方面从设备实现层面考虑，测量点与源节点标记切换模块、IOAM标记封装模块可能位于不同的设备或单盘，非源节点上的测量点如何感知相邻两个标记块的切换及切换时刻、如何感知当前周期标记块的颜色，是设备实现时必须解决的问题。现有技术中一般采用镜像监测流报文到CPU的方法应对该问题，但该方法有个明显的缺陷：监测流的实际报文流量具有偶然随机性、不确定性和不可预知性，这些因素会导致判断困难或者误判，比如相邻周期切换时刻没有监测流报文导致无法准确判断标记切换时刻、某个周期没有实际的监测流报文会导致无法判断标记块的切换或标记块的颜色、监测流报文乱序会导致误判成标记额外切换引起标记块增多进而导致管控子***在多个测量点间匹配标记块时的错乱。

由此可知，性能采集动作与标记切换动作能否协调一致是SPN网络实现丢包测量的关键，各个测量点的性能采集动作必须与源节点标记切换动作相适应，才能在合适的时机从合适的计数器中采集到正确的统计值，否则性能统计值与标记块的实际包数会有一定误差。

SPN设备实现业务流带内检测功能时，标记切换动作与性能采集动作一般通过软件控制实现，在SPN网络中，这些动作由分布在不同设备上CPU***、或者由同一个分布式设备的不同单盘上的CPU***中的软件模块来触发，如何协调这些分布式软件模块的控制逻辑是需要解决的关键问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法及***，解决了设备间性能采集动作、标记切换动作同步协调的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法，其用于对具有相互间插的双色标记块的监测流进行丢包测量，包括以下步骤：

选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点，并分别下发IOAM配置信息，IOAM配置信息包括采集周期、偏移时间和测量点位置信息；

根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器；

周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度；

收集各个测量点的每个标记块的统计值，进行丢包计算。

在上述方案的基础上，所述方法还包括以下步骤：选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点之前，向全网SPN设备下发1588时间同步协议配置，使所有SPN设备以及分布式设备各单盘的***时间都达到时间同步状态。

在上述方案的基础上，根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器，具体包括以下步骤：

获取当前测量点的测量点位置信息，测量点位置信息包括测量点所在节点以及在节点输入侧或输出侧；

根据当前测量点的测量点位置信息，设置调度使能标志，调度使能标志包括标记切换调度使能标志、输入侧性能采集调度使能标志和输出侧性能采集调度使能标志：

若测量点在源节点中，设置标记切换调度使能标志为使能，若测量点在中间节点或宿节点中，则设置标记切换调度使能标志为不使能；

若测量点在节点输入侧，设置输入侧性能采集调度使能标志为使能，输出侧性能采集调度使能标志为不使能；若测量点在节点输出侧，设置输出侧性能采集调度使能标志为使能，输入侧性能采集调度使能标志为不使能；

根据采集周期计算调度周期；获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间；

设置周期定时器启动参数，启动参数包括调度周期和起始拖延时间，启动周期定时器。

在上述方案的基础上，周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体包括以下步骤：

每当周期定时器触发时，计算当前的虚拟轮次vN：vN＝(tc-δ)/λ；

根据虚拟轮次vN计算调度轮次M，M＝vN％4，取余数；

标记块颜色包括A颜色和B颜色，根据调度轮次M的取值和当前测量点的调度使能标志，决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体的决策规则为：

若M＝0，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对B颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集B颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝1，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从A切换至B；

若M＝2，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对A颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集A颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝3，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从B切换至A。

在上述方案的基础上，获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间，具体包括以下步骤：

当前***时间设为tc，调度周期设为λ，偏移时间设为δ，计算起始拖延时间t0，t0＝λ-1-(tc-δ+λ-1)％λ。

本发明还提供一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量***，其用于对具有相互间插的双色标记块的监测流进行丢包测量，包括：

管控子***，其用于：选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点，对每个测量点所在的SPN设备分别下发IOAM配置信息，IOAM配置信息包括采集周期、偏移时间、测量点位置信息；收集各个测量点每个标记块的统计值，进行丢包计算；

处理子***，其用于：根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器；周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度。

在上述方案的基础上，所述管控子***还用于：

选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点之前，向全网SPN设备下发1588时间同步协议配置，使所有SPN设备以及分布式设备各单盘的***时间都达到时间同步状态。

在上述方案的基础上，所述处理子***包括：

配置管理模块，其用于：获取当前测量点的测量点位置信息，根据当前测量点的测量点位置信息，设置调度使能标志，调度使能标志包括标记切换调度使能标志、输入侧性能采集调度使能标志和输出侧性能采集调度使能标志；根据采集周期计算调度周期；获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间；设置周期定时器启动参数，启动参数包括调度周期和起始拖延时间，启动周期定时器；

周期定时器模块，其用于：周期性地触发调度模块进行调度；

调度模块，其用于：周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度；

标记切换模块，其用于：决策进行标记切换模块调度时，改变丢包测量染色标记字段的预置值，并配置给IOAM封装模块；

IOAM封装模块，其用于：对收到的监测流报文进行IOAM头部封装，采用标记切换模块输出的丢包测量染色标记字段对报文进行染色；

输入侧性能采集模块，其用于：决策进行输入侧性能采集模块调度时，获得监测流的标记块经过设备输入侧的测量点的统计值并上报管控子***；

输出侧性能采集模块，其用于：决策进行输出侧性能采集模块调度时，获得监测流的标记块经过设备输出侧的测量点的统计值并上报管控子***。

在上述方案的基础上，所述调度模块具体用于：

每当周期定时器触发时，计算当前的虚拟轮次vN：vN＝(tc-δ)/λ；

根据虚拟轮次vN计算调度轮次M，M＝vN％4，取余数；

标记块颜色包括A颜色和B颜色，根据调度轮次M的取值和当前测量点的调度使能标志，决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体的决策规则为：

若M＝0，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对B颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集B颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝1，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从A切换至B；

若M＝2，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对A颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集A颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝3，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从B切换至A。

在上述方案的基础上，所述配置管理模块获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间，具体包括以下步骤：具体包括以下步骤：

当前***时间设为tc，调度周期设为λ，偏移时间设为δ,计算起始拖延时间t0，t0＝λ-1-(tc-δ+λ-1)％λ。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过基于时间同步的调度方法，实现各设备各单盘的标记切换动作、数据采集动作的协调一致，保证可在各设备间对同一个标记块的性能数据点的对齐处理，解决了设备间性能采集动作、标记切换动作同步协调的问题。

附图说明

图1为背景技术中SPN网络端到端丢包测量原理示意图；

图2为本发明实施例的用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法的调度方法的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法，其用于对具有相互间插的双色标记块的监测流进行丢包测量，包括以下步骤：

向全网SPN设备下发1588时间同步协议配置，使所有SPN设备以及分布式设备各单盘的***时间都达到时间同步状态；

选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点，并分别下发IOAM配置信息，IOAM配置信息包括采集周期、偏移时间和测量点位置信息；

根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器；

周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度；

收集各个测量点的每个标记块的统计值，进行丢包计算。

作为优选的实施方式，根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器，具体包括以下步骤：

获取当前测量点的测量点位置信息，测量点位置信息包括测量点所在节点以及在节点输入侧或输出侧；

根据当前测量点的测量点位置信息，设置调度使能标志，调度使能标志包括标记切换调度使能标志、输入侧性能采集调度使能标志和输出侧性能采集调度使能标志：

若测量点在源节点中，设置标记切换调度使能标志为使能，若测量点在中间节点或宿节点中，则设置标记切换调度使能标志为不使能；

若测量点在节点输入侧，设置输入侧性能采集调度使能标志为使能，输出侧性能采集调度使能标志为不使能；若测量点在节点输出侧，设置输出侧性能采集调度使能标志为使能，输入侧性能采集调度使能标志为不使能；

根据采集周期计算调度周期；获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间；

设置周期定时器启动参数，启动参数包括调度周期和起始拖延时间，启动周期定时器。

优选的，周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体包括以下步骤：

每当周期定时器触发时，计算当前的虚拟轮次vN：vN＝(tc-δ)/λ；

根据虚拟轮次vN计算调度轮次M，M＝vN％4，取余数；

标记块颜色包括A颜色和B颜色，根据调度轮次M的取值和当前测量点的调度使能标志，决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体的决策规则为：

若M＝0，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对B颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集B颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝1，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从A切换至B；

若M＝2，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对A颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集A颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝3，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从B切换至A。

作为优选的实施方式，获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间，具体包括以下步骤：

当前***时间设为tc，调度周期设为λ，偏移时间设为δ，计算起始拖延时间t0，t0＝λ-1-(tc-δ+λ-1)％λ。

本发明实施例还提供一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量***，丢包测量***包括一个管控子***和若干个处理子***，每个处理子***由如下模块组成：配置管理模块、周期定时器模块、调度模块、标记切换模块、IOAM封装模块、输入侧性能采集模块、输出侧性能采集模块。监测流所属业务的源节点必须要有进行IOAM封装的处理子***，监测流的每个测量点对应一个进行性能采集的处理子***，当测量点位于源节点的输入侧时，其对应的处理子***与进行IOAM封装的处理子***是同一个处理子***。具体的说：

1、管控子***：负责将IOAM相关配置信息下发给处理子***。IOAM相关配置信息中，本发明所涉及的信息包括：标记周期或采集周期、偏移时间δ、测量点位置信息。对于同一个监测流，任意测量点的采集周期总是等于该监测流在源节点的标记周期，后文统称为采集周期T。偏移时间δ是指监测流报文从源节点传输到测量点所属节点的平均传输时延的估算经验值；通常情况下采集周期为秒级以上，远大于δ，此时δ可以忽略，取缺省值0即可；在需要关注微突发等少数情况下，监测流的采集周期为毫秒级，有可能接近δ，比如δ超过采集周期的一半，此时δ不能忽略；在管控子***上，δ可根据拓扑地图上测量点所属节点与源节点的距离、按每公里5微秒时延来估算，最终结果向毫秒取整。管控子***的另一个重要任务是性能数据处理，即从各个处理子***接收采集信息、经过分析处理后输出丢包测量结果。

2、处理子***：是SPN设备上支撑业务流带内检测功能的相关模块的集合，分为输入处理子***和输出处理子***两类，位于输入侧的测量点对应输入处理子***，位于输出侧的测量点对应输出处理子***，监测流业务源节点进行IOAM封装的处理子***是输入处理子***；对于分布式设备，每个业务单盘上有一个处理子***(对于单向监测流而言，输入盘上的处理子***为输入处理子***，输出盘上的处理子***为输出处理子***)；对于集中式设备，每个设备只有一个处理子***，它既是输入处理子***，又是输出处理子***，是个综合处理子***。一个处理子***包括：配置管理模块、周期定时器模块、调度模块、标记切换模块、IOAM封装模块、输入侧性能采集模块、输出侧性能采集模块。

配置管理模块：配置管理模块负责配置信息的保存、处理与维护。它接收管控子***下发的IOAM相关配置信息，经过适配处理，将部分信息转换为配置参数、并衍生出部分配置参数后，传送给相应模块；在本发明中，配置管理模块涉及的配置参数包括：调度周期λ、偏移时间δ、起始拖延时间t0、标记切换调度使能标志s-f、输入侧性能采集调度使能标志i-f、输出侧性能采集调度使能标志o-f。配置管理模块负责将调度周期λ、偏移时间δ、以及三个调度使能标志(s-f、i-f、o-f)设置给调度模块；配置管理模块负责启动周期定时器模块，启动时需输入调度周期λ、起始拖延时间t0这两个参数。

配置管理模块根据当前测量点的测量点位置信息，设置调度使能标志，标志等于1表示调度使能，标志等于0表示调度不使能：

若测量点在源节点中，设置标记切换调度使能标志为使能，若测量点在中间节点或宿节点中，则设置标记切换调度使能标志为不使能；

若测量点在节点输入侧，设置输入侧性能采集调度使能标志为使能，输出侧性能采集调度使能标志为不使能；若测量点在节点输出侧，设置输出侧性能采集调度使能标志为使能，输入侧性能采集调度使能标志为不使能。

周期定时器模块：用来周期性地触发调度模块执行，它含有一个工作开关和两个输入参数：起始拖延时间t0、调度周期λ。工作开关用于控制本模块是否工作，在工作开关处于打开状态时，从启动本模块时刻起，经过t0时长后首次触发调度模块执行一次，以后每隔λ时长都会触发调度模块执行一次，即从启动本模块时刻算起，经过(t0+N*λ)时长后都会触发调度模块执行一次，这里N为自然数。

调度模块：通过本发明的调度算法，对三个模块(标记切换模块、输入侧性能采集模块、输出侧性能采集模块)实现调度处理；调度模块有5个参数由配置管理模块设置：调度周期λ、偏移时间δ、标记切换调度使能标志s-f、输入侧性能采集调度使能标志i-f、输出侧性能采集调度使能标志o-f；三个调度使能标志分别控制对应的三个模块是否允许被调度，标志等于1表示调度使能，标志等于0表示调度不使能。调度模块按照调度算法进行调度，调度结果受以上5个参数的影响。本发明的调度模块的调度算法描述如下：

S1、获取***当前时间tc；

S2、计算调度模块本次被执行的虚拟轮次vN，这里vN＝(tc-δ)/λ；假设在[δ,δ+λ)时间段内调度模块被第一次执行，以后以λ为周期不停地被执行，那么调度模块在tc时刻被调度执行的轮次，称为虚拟轮次；虚拟轮次不等于实际轮次，一般虚拟轮次大于实际轮次；

S3、计算调度对象因子M，这里M＝vN％4，M只有四个可能取值：0、1、2、3；

S4、根据调度对象因子M的取值情况，结合三个调度使能标志，决策本次调度是否要调度某个模块，若判决结果为是，则调度前还应确定相应的参数，具体调度的判决条件如下：

C1、如果M＝1且s-f＝0，则退出本次调度；

C2、如果M＝1且s-f＝1，则设置L＝0后立即调度标记切换模块(染色模式为B颜色，随后的标记块染色为B颜色，如图2中S0、S2所示)，然后退出本次调度；

C3、如果M＝2，则选择调度对象为输入侧性能采集模块和输出侧性能采集模块,再查看调度使能标志i-f和o-f，决策调度结果：调度两个模块、调度其中一个模块、或者都不调度：

C31、如果i-f＝1，则设置sel-c＝1后立即调度输入侧性能采集模块(从cA计数器采集已全部通过输入侧测量点的最近一个A颜色标记块的统计值，并上报给管控子***)，这种调度结果如图2中G0、G2所示(这里G0表示：在tc＝2λ+δ时刻调度模块调度输入侧或输出侧性能采集模块，采集T0周期对应的标记块的性能值)；

C32、如果o-f＝1，则设置sel-c＝1后立即调度输出侧性能采集模块(从cA计数器采集已全部通过输出侧测量点的最近一个A颜色标记块的统计值，并上报给管控子***)，如图2中G0、G2所示；

C33、退出本次调度；

C4、如果M＝3且s-f＝0，则退出本次调度；

C5、如果M＝3且s-f＝1，则设置L＝1后立即调度标记切换模块(染色模式为A颜色，随后的标记块染色为A颜色，如图2中S1、S3所示)，然后退出本次调度；

C6、如果M＝0，则选择调度对象为输入侧性能采集模块和输出侧性能采集模块,再查看调度使能标志i-f和o-f，决策调度结果：调度两个模块、调度其中一个模块、或者都不调度：

C61、如果i-f＝1，则设置sel-c＝0后立即调度输入侧性能采集模块(从cB计数器采集已全部通过输入侧测量点的最近一个B颜色标记块的统计值，并上报给管控子***)，如图2中G1、G3所示；

C62、如果o-f＝1，则设置sel-c＝0后立即调度输出侧性能采集模块(从cB计数器采集已全部通过输出侧测量点的最近一个B颜色标记块的统计值，并上报给管控子***)，如图2中G1、G3所示；

C63、退出本次调度；

标记切换模块：源节点的处理子***设有标记切换模块，标记切换模块用于：通过改变L比特的预置值、并配置给IOAM封装模块，实现对相邻两个标记块的颜色切换。当L比特由1变为0时，标记块由颜色A切换为颜色B，当L比特由0变为1时，标记块由颜色B切换为颜色A。

IOAM封装模块：源节点的处理子***设有IOAM封装模块，IOAM封装模块用于：在业务源节点的输入侧，采用管控子***下发的监测流源节点配置信息，对收到的监测流报文进行IOAM头部封装，在封装的过程中，采用标记切换模块输出的L比特值对报文进行染色，L＝1染色为A，L＝0染色为B；对相邻的两次标记切换时刻之间的报文都染色为同一种颜色，即该时间段内收到的报文都划分到同一个标记块中。

输入侧性能采集模块：当设备输入侧设置了测量点时，输入侧性能采集模块负责读取相应计数器的统计值，并上报给管控子***。本模块被调度时，调度模块会输入计数器选择参数sel-c，指示本模块读取哪一个计数器的值，sel-c＝1时选择cA，sel-c＝0时选择cB；输入侧性能采集模块被调度一次，则采集一个标记块的统计值上报给管控子***，然后清零该标记块对应的计数器的值；输入侧性能采集模块被周期性地多次调度后，则能采集到一系列标记块的统计值。

输出侧性能采集模块：当设备输出侧设置了测量点时，输出侧性能采集模块负责读取相应计数器的统计值，并上报给管控子***。本模块被调度时，调度模块会输入计数器选择参数sel-c，指示本模块读取哪一个计数器的值，sel-c＝1时选择cA，sel-c＝0时选择cB；输出侧性能采集模块被调度一次，则采集一个标记块的统计值上报给管控子***，然后清零该标记块对应的计数器的值；输出侧性能采集模块被周期性地多次调度后，则能采集到一系列标记块的统计值。

基于上述用于SPN网络IOAM功能的丢包测量***，本发明实施例的进行丢包检测的具体过程如下：

1、所有SPN设备的处理子***都进行初始化工作，在初始化期间调度模块的三个调度使能标志初始值都设置为零：s-f＝0，i-f＝0，o-f＝0；周期定时器模块的工作开关置为关闭状态。

2、管控子***给全网SPN设备下发1588时间同步协议配置，在所有SPN设备之间、以及分布式设备各单盘间，使它们的所有处理子***的***时间都达到时间同步状态；在同一时刻，处于同步状态的所有处理子***的***时间的累积毫秒数相等。(如果设备部署了1588时间同步协议的v2版本，同步精度可以达到纳秒级别。对于本发明的处理子***而言，同步精度到达毫秒级别即可)。

3、管控子***对监测流所属业务的源节点设备NE1下发IOAM配置信息，配置信息中含有IOAM封装信息和采集周期T；

4、源节点NE1上的IOAM封装处理子***sys1(是输入处理子***)收到IOAM配置信息后，各模块依次进行相应的处理，处理流程如下：

g1、配置管理模块收到IOAM配置信息后，先保存配置信息，然后将IOAM封装信息下发给IOAM封装模块(IOAM封装信息内容与本发明无关，此处略过)，接着对三个配置参数(λ、δ、s-f)进行赋值：(1)λ＝(T/2)，调度周期λ等于采集周期的一半；(2)偏移时间δ＝0，因为是业务源节点；标记切换调度使能标志s-f＝1，允许标记切换进行交替染色；

g2、配置管理模块将三个配置参数(λ、δ、s-f)设置到调度模块中；

g3、接着配置管理模块计算起始拖延时间t0，处理流程如下：获取当前***时间tc，再结合调度周期λ计算t0时间，算法为t0＝λ-1-(tc-δ+λ-1)％λ；该算法确保从tc时刻开始拖延t0后的时刻点t1是λ的整数倍，且t1是即将到达的最近的λ整数倍时刻点(含tc时刻点)。

g4、立即启动周期定时器，启动时输入两个参数：调度周期λ和起始拖延时间t0；

g5、到达t1时刻点(是λ的整数倍)时，周期定时器第一次触发调度模块，调度模块被执行一轮，以后在每个λ的整数倍时刻点(t1+N*λ)都会触发调度模块执行一轮；

g6、每一轮调度，调度模块根据调度算法的结果进行动作，连续多轮的调度结果是：轮空与切换标记间插出现；

5、管控子***对监测流选择若干个测量点，并对每个测量点所在的SPN设备分别下发IOAM配置信息，配置信息中都含有：采集周期T、偏移时间δ、测量点位置信息p(不同的测量点间的配置信息中，偏移时间δ、位置信息可能会有所不同，但采集周期T都应相同，且与源节点下发的周期相等)。每个测量点所属SPN设备上对应的处理子***接收管控子***下发的IOAM配置信息后，各自分别进行处理。虽然这些处理子***的具体动作和处理结果可能会不一样(由于测量点对应的处理子***与源节点进行IOAM封装的处理子***可能是、也可能不是同一个处理子***，又由于输入侧与输出侧的两个测量点分别对应的处理子***可能是、也可能不是同一个处理子***)，但这些处理子***的处理流程与逻辑是一样的，下面以处理子***sys2为例来说明处理流程与逻辑。

处理子***sys2的配置管理模块收到IOAM配置信息后，先判断本***的周期定时器是否已经启动，判断结果不同，后续处理流程有所不同。

W1、若工作开关处于打开状态，表明周期定时器以前已经启动，本次处理情况如下：

ga1、配置管理模块先检查配置信息是否兼容已有信息，两个条件：(1)采集周期T的新配置值等于已保存的旧值、(2)偏移时间δ的新配置值等于已保存的旧值。如果有一个条件不满足，表示不兼容、配置信息有误，则忽略本次配置并向管控子***返回该错误信息；如果两个条件都满足，则进行后续处理；

ga2、配置管理模块保存新增信息；

ga3、给调度模块的相关参数赋值(调度标志i-f或o-f)：如果位置信息指示测量点在输入侧，则设置输入侧性能采集调度使能标志i-f＝1；如果位置信息指示测量点在输出侧，则设置输出侧性能采集调度使能标志o-f＝1；

ga4、以后调度模块的调度结果会有所改变，调度算法的输出结果中某些轮次：允许输入或输出侧性能采集模块被调度，适时采集输入侧或输出侧测量点的标记块统计值；

W2、若工作开关处于关闭状态，表明周期定时器以前没有启动，本处理子***处于初始化状态，则本次处理情况如下：

gb1、配置管理模块收到IOAM配置信息(T、δ、位置信息p)后，先保存配置信息，然后计算衍生参数值：(1)λ＝(T/2)，调度周期λ等于采集周期的一半；(2)如果p为输入侧，则输入侧性能采集模块调度使能标志i-f＝1，否则p为输出侧，输出侧性能采集模块调度使能标志o-f＝1；

gb2、如果p为输入侧，配置管理模块将三个配置参数(λ、δ、i-f)设置到调度模块中；如果p为输出侧，配置管理模块将三个配置参数(λ、δ、o-f)设置到调度模块中；

gb3、接着配置管理模块获取当前***时间tc，并结合调度周期λ，计算出起始拖延时间t0，计算方法与步骤g3中的方法相同。处理流程如下：获取当前***时间tc，再结合λ与δ计算t0时间，算法为t0＝λ-1-(tc-δ+λ-1)％λ；假定从tc时刻拖延t0后的时刻点为t1(t1＝tc+t0)，该算法确保t1时刻是相对λ整数倍时刻偏移δ后的时刻点；

gb4、立即打开周期定时器的工作开关，并启动周期定时器，启动时输入两个参数：调度周期λ和起始拖延时间t0；

gb5、到达t1时刻点时，周期定时器第一次触发调度模块，调度模块被执行一轮，以后在每个时刻点(t1+N*λ)都会触发调度模块执行一轮；

gb6、每一轮调度，调度模块根据调度算法的结果进行动作，调度算法的输出结果中某些轮次：允许输入或输出侧性能采集模块被调度，适时采集输入侧或输出侧测量点的标记块统计值；

6、每个测量点对应的处理子***中的输入或输出侧性能采集模块，分别在合适的时机及时采集监测流的各个标记块经过各自测量点位置时的统计值，并将采集的性能值上报给管控子***；

7、管控子***收集所有测量点上报的性能后，基于每个标记块进行丢包计算，并输出丢包测量结果；

8、测量结束后，管控子***给监测流源节点以及各个测量点的处理子***下发删除IOAM配置信息的命令，上述各个***关闭各自的周期定时器的工作开关，并重新初始化处理子***。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法的所有方法步骤或部分方法步骤。

本发明实现上述用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量方法，其用于对具有相互间插的双色标记块的监测流进行丢包测量，其特征在于，包括以下步骤：

选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点，并分别下发IOAM配置信息，IOAM配置信息包括采集周期、偏移时间和测量点位置信息；

根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器；

周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度；

收集各个测量点的每个标记块的统计值，进行丢包计算；

所述决策用于使性能采集动作与标记切换动作协调一致。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法还包括以下步骤：选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点之前，向全网SPN设备下发1588时间同步协议配置，使所有SPN设备以及分布式设备各单盘的***时间都达到时间同步状态。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器，具体包括以下步骤：

获取当前测量点的测量点位置信息，测量点位置信息包括测量点所在节点以及在节点输入侧或输出侧；

根据当前测量点的测量点位置信息，设置调度使能标志，调度使能标志包括标记切换调度使能标志、输入侧性能采集调度使能标志和输出侧性能采集调度使能标志：

若测量点在源节点中，设置标记切换调度使能标志为使能，若测量点在中间节点或宿节点中，则设置标记切换调度使能标志为不使能；

若测量点在节点输入侧，设置输入侧性能采集调度使能标志为使能，输出侧性能采集调度使能标志为不使能；若测量点在节点输出侧，设置输出侧性能采集调度使能标志为使能，输入侧性能采集调度使能标志为不使能；

根据采集周期计算调度周期；获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间；

设置周期定时器启动参数，启动参数包括调度周期和起始拖延时间，启动周期定时器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体包括以下步骤：

每当周期定时器触发时，计算当前的虚拟轮次vN：vN＝(tc-δ)/λ；

根据虚拟轮次vN计算调度轮次M，M＝vN％4，取余数；

标记块颜色包括A颜色和B颜色，根据调度轮次M的取值和当前测量点的调度使能标志，决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体的决策规则为：

若M＝0，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对B颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集B颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝1，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从A切换至B；

若M＝2，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对A颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集A颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝3，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从B切换至A。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间，具体包括以下步骤：

当前***时间设为tc，调度周期设为λ，偏移时间设为δ，计算起始拖延时间t0，t0＝λ-1-(tc-δ+λ-1)％λ。

6.一种用于SPN网络IOAM功能的丢包测量***，其用于对具有相互间插的双色标记块的监测流进行丢包测量，其特征在于，包括：

管控子***，其用于：选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点，对每个测量点所在的SPN设备分别下发IOAM配置信息，IOAM配置信息包括采集周期、偏移时间、测量点位置信息；收集各个测量点每个标记块的统计值，进行丢包计算；

处理子***，其用于：根据IOAM配置信息设置各个测量点的调度周期、偏移时间和调度使能标志，设置周期定时器启动参数，启动周期定时器；周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度；

所述决策用于使性能采集动作与标记切换动作协调一致。

7.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述管控子***还用于：

选择监测流经过的若干节点的输入侧或输出侧作为测量点之前，向全网SPN设备下发1588时间同步协议配置，使所有SPN设备以及分布式设备各单盘的***时间都达到时间同步状态。

8.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述处理子***包括：

配置管理模块，其用于：获取当前测量点的测量点位置信息，根据当前测量点的测量点位置信息，设置调度使能标志，调度使能标志包括标记切换调度使能标志、输入侧性能采集调度使能标志和输出侧性能采集调度使能标志；根据采集周期计算调度周期；获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间；设置周期定时器启动参数，启动参数包括调度周期和起始拖延时间，启动周期定时器；

周期定时器模块，其用于：周期性地触发调度模块进行调度；

调度模块，其用于：周期定时器触发时，计算当前的调度轮次，根据调度轮次和调度使能标志决策是否进行标记切换调度或性能采集调度；

标记切换模块，其用于：决策进行标记切换模块调度时，改变丢包测量染色标记字段的预置值，并配置给IOAM封装模块；

IOAM封装模块，其用于：对收到的监测流报文进行IOAM头部封装，采用标记切换模块输出的丢包测量染色标记字段对报文进行染色；

输入侧性能采集模块，其用于：决策进行输入侧性能采集模块调度时，获得监测流的标记块经过设备输入侧的测量点的统计值并上报管控子***；

输出侧性能采集模块，其用于：决策进行输出侧性能采集模块调度时，获得监测流的标记块经过设备输出侧的测量点的统计值并上报管控子***。

9.如权利要求8所述的***，其特征在于，所述调度模块具体用于：

每当周期定时器触发时，计算当前的虚拟轮次vN：vN＝(tc-δ)/λ；

根据虚拟轮次vN计算调度轮次M，M＝vN％4，取余数；

标记块颜色包括A颜色和B颜色，根据调度轮次M的取值和当前测量点的调度使能标志，决策是否进行标记切换调度或性能采集调度，具体的决策规则为：

若M＝0，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对B颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集B颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝1，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从A切换至B；

若M＝2，则根据当前测量点的输入侧性能采集调度使能标志、输出侧性能采集调度使能标志决策是否对A颜色标记块进行输入侧性能采集调度或输出侧性能采集调度，采集A颜色标记块经过测量点的统计值；

若M＝3，则根据当前测量点的标记切换调度使能标志决策是否进行标记切换调度，将标记块颜色从B切换至A。

10.如权利要求8所述的***，其特征在于，所述配置管理模块获取当前***时间，根据调度周期和偏移时间计算起始拖延时间，具体包括以下步骤：具体包括以下步骤：

当前***时间设为tc，调度周期设为λ，偏移时间设为δ,计算起始拖延时间t0，t0＝λ-1-(tc-δ+λ-1)％λ。

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